Spettrometro PlasmonX

Spettrometro PlasmonX
Riunione diagnosite LI2FE
N. Drenska, R. Faccini, S. Martellotti, F. Tani,P. Valente
“Sapienza” Universita’ and INFN Roma
C. Gatti, G. Gatti, V. Lollo, C. Vaccarezza
INFN LNF
Rivelatore innovativo per particellari
(108 particelle),
laser-plasmisti (alte energie) ed
acceleratoristi (grande dispersione)
 
Progettazione Spettrometro V1 (su scala temporale ridotta con
materiale ~esistente)
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Scelta magnete ed utilizzo campo magnetico (uso inconsueto del fringe)
Posizionamento rivelatori
Scelta rivelatore (fibre scintillanti + PMT)
Scelta read-out (elettronica multiplexing, MAROC)
 
Realizzazione Prototipo
 
Collezionamento componenti:
•  Magnete spare di SPARC
•  Fibre scintillanti da NA62
•  PMT acquistati
•  elettronica da ISS
N.B.: exploiting
fringe!
Position detector
B
error (naïve)
error(iterated)
No divergence
5% @ 1GeV
Dominato dalla
divergenza
(assunzione: 2mrad)
 
Realizzazione Spettrometro v1
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 
Disegno tecnico camera a vuoto, supporti e rivelatore ✔
Messa in opera del magnete/alimentatore ✔
Costruzione camera a vuoto e supporti ✔
Allineamento magnete-camera, posizionamento magnete nel buker ✔
Costruzione rivelatore✔
Calibrazione (su prototipo) ✔
Allineamento PMT ✔
Progettazione Spettrometro “finale” per SITE
(Al contrario del momento del riempimento dei preventivi esso e’ stato disaccoppiato dal rivelatore per
external injection)
  Specifiche mappa di campo in corso
  Dimensionamento magnete in corso
  Dimensionamento alimentatore
  Richiesta offerta magnete
Rivelatore v1 pronto ed in
attesa di elettroni da LPA
Test di performance del magnete, comprensione della
mappa magnetica, effetti deflessione
Deflection wrt B=0 (mm)
140
130
120
110
100
90
80
Esistenza dei fuochi
(minimo della risoluzione)
70
60
50
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
Buona comprensione
del fringe del magnete
σbeam(mm)
Distance from magnetic center (mm)
Distance of axis from magnetic center(mm)
Svariati effetti di saturazione
osservati a causa dell’alto
numero di particelle:
 
Saturazione elettronica
 
Saturazione corrente anodica
PMT
 
Soluzione: filtro ottico 4%
ADC Counts spettrometro
BTF con Beam Current Monotor
7 BCM charge (nC)
 
Difficolta’ allineamento mascherina con
fotomoltiplicatore
 
Viti micrometriche per allineamento PMT
 
Problemi di trigger
(temporizzazione)  in fase
di soluzione
 
In ogni caso segnali (senza
campo magnetico) di effetto
del gas jet visibili
Studi parassiti ai test
di radioprotezione
GAS JET ON
GAS JET OFF
 
Risoluzione <= 1% @ 1GeV
 
Beam-pipe in grado di accettare almeno +/- 1cm di fascio
 
dimensioni fisiche del magnete e dell’alimentatore compatibili con lo
spazio nel bunker di SITE
 
Costi contenuti di magnete ed alimentatore
 
Tolleranza variazione campo magnetico su plateaux: nessuna specifica
 
Tolleranza variazione campo magnetico nel tempo: 10-3
 
disegno sagoma poli
 
Simulazione campo magnetico a corrente fissata (con eventuale
riscalamento di B nella parte lineare)
 
Valutazione energia massima per la quale esistono fuochi e
determinazione corrispondente posizione fascio
 
Controllo disegno congiunto magnete+camera a vuoto
 
Stima dimensionamento alimentatore
 
Scrittura specifiche dettagliate per richiesta offerte
Lavoro in corso con G. Gatti, V. Lollo, e C. Vaccarezza
 
 
Disegno campo magnetico in corso :
 
Dipolo ~50cm a B~1.7T
 
Shape rettangolare
Gap piu’ stretta (~2-4cm)  beam-pipe stretta e accettanza ridotta.
X
Plausibile
punto di
lavoro
I=500A
Simulazione: G. Gatti
Coil: piu’ lontana
possibile dalla gap (in
particolare sopra),
senza compromettere
completamente
uniformita’ (<1%) e
senza allungare ferro
Beam pipe in acciaio
Gap=3.5cm
hint=2cm
 
Fuochi fino ad 1GeV
 
Lunghezza rivelatore: ~1m  1000 fibre
 
Risoluzioni attese <1% fino a 2 GeV
 
Assegnati SJ a disegno
dettagliato
Magnete
 
 
Ferro 40K
Alimentatore 30K
30K SJ su 2010 da sbloccare. In tempo?
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Beam pipe con rivelatore pixel 10K
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Rivelatore a fibre 10K
 
Rivelatore MediPixel 3K
 
Elettronica [640 canali di cui 320 gia’ disponibili]
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 
15K, beam-pipe sagomata
12K per PMT
7K per HV
4K per schede MAROC
4K PMT su 2010
5K di HV su 2010
5K filtri ottici/schermature/calcolo/contingenze [“metabolismo”]
Totale: 109K Euro di cui 39K presi da 2010
101K
Stato disegno magnete  vedi G. Gatti
Possibilita’ di riciclaggio per Ext. Inj. E suo effettivo
interesse (forse no?).
Possibilita’ di ricliclo detector